Forskare från SRON Netherlands Institute for Space Research har publicerat de första resultaten av SPEX luftburna, en spektrokalorimeter för att mäta aerosoler. Polarisationsmätningarna ombord på NASA:s forskningsflygplan ER2 har visat sig vara korrekta över förväntan, med en genomsnittlig maximal avvikelse på 0,5 procent från referensdata. Resultaten publiceras i Tillämpad optik .

Detta är ett viktigt resultat, eftersom rymdversionen av spektrokalorimetern – SPEXone – kommer att behöva fungera felfritt 2022 på NASA PACE-rymduppdraget. SPEX-konceptet är också en utmanare att bli en del av den framtida europeiska CO ₂ rymduppdrag.

Okänd variabel

Aerosoler är kända för att ha en stark påverkan på klimatet. Stora mängder ökensand i atmosfären leder till avkylning eftersom solljus reflekteras tillbaka ut i rymden. Men aerosoler kan också ha en värmande effekt. Om de har en kylande eller värmande effekt beror på deras mikrofysiska egenskaper. Det är viktigt att fastställa dessa egenskaper så noggrant som möjligt. Dessutom, aerosoler kan störa mätningar från rymden, såsom de från PACE-uppdraget om havsfärg och sammansättning av växthusgaser.

Atmosfärsforskare behöver nya instrument för att få bättre grepp om osäkerheter på grund av aerosoler. Forskaren Otto Hasekamp från SRON Netherlands Institute for Space Research tog initiativet till ett uppdrag som skickade flera aerosolinstrument på ett NASA forskningsflygplan, som ägde rum i slutet av 2017. Under den så kallade ACEPOL-kampanjen, forskare från olika grupper kunde kalibrera och jämföra sina instrument. SPEX luftburet var ett av dessa instrument.

Polarisering och spektrum

SPEX airborne tar flygmätningar från nio fasta betraktningsvinklar och samlar in en spektral bild av det reflekterade solljuset, inklusive graden av polarisering. ACEPOL-kampanjen inkluderar även amerikanska polarimetrar:Air Multiangle Spectro-Polarimetric Imager (AirMSPI), Research Scanning Polarimeter (RSP), Cloud Physics Lidar (CPL) och High Spectral Resolution Lidar (HSRL). Detta gav möjlighet att jämföra SPEX luftburna mätningar med liknande data för att få en bild av kvaliteten.

SRON-forskaren Martijn Smit säger, "Jämfört med NASA:s RSP-instrument, som har visat noggrannhet tack vare många flygtimmar, mätningarna av SPEX luftburet avviker i genomsnitt med maximalt 0,5 procent. Det överträffar våra förväntningar, så vi är väldigt glada över det." ACEPOL-kampanjen visar också att SPEX fungerar stabilt som ett system. De första resultaten av kampanjen har publicerats i Applied Optics.

SPEXone

Med hjälp av kalibreringsdata och datajämförelser från ACEPOL-kampanjen, Atmosfärsforskare kan skapa modeller som ger mening till framtida SPEXone-observationer. Detta gör att de kan dra slutsatser om aerosoler, inklusive på beloppet, den genomsnittliga storleken, om de reflekterar eller absorberar strålning och om de är sfäriska eller elliptiska.